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기술자료

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공급가능 재료별 특성비교

재료 장점 단점 용도
Quartz
(SiO2)
가격 저렴, 가공 용이
순도 높음,
열충격에 매우 강함.
고온 강도 약함.
내부식성 낮음.
파손가능성이 높음.
Tube, Boat 등
Heater Base류.
Ceramic
(Al2O3)
고온 성질 우수
내마모, 내식성 우수
가격 저렴.
내열충격성이 낮음.
가공이 비교적 용이함.
Focus Ring, Insulator
내부식용 부재 등
RB-SiC 고온 성질 우수
내마모, 내식성 우수
높은 열전도도와 내열충격성
가격 고가
가공이 어려움
Boat, Fork, Tube
Susceptor,
Cantilever 등
SiN 열전도도, 내열충격성, 치수안정성,
내마모성, 내식성 등에서 매우 우수함.
가공이 매우 어려움.
대형물의 제작이 어려움.
절삭공구, 방탄용 재료, 내충격용 고온부재 등.
Zirconia
(ZrO2)
인성이 높음. 압축강도 높음.
열팽창계수가 금속과 유사함.
가격 고가.
열전도율이 낮음.
내열충격성이 낮음.
내마모 소재, Insulator
Knife, Cutter등 초박형 제품류

공급가능 재료별 물성표

RB-SiC ZrO2 SiN Quartz Ceramic Y2O3
밀도(g/cm

3

)
3.0 6.0 3.23 1.95 3.92 5.0
기공률(%) ≪1 ≪0 ≪1 0 ≪1 ≪1
압축강도(MPa) 300 965 880 38 415 90
탄성계수(GPa) 410 211 300 38 352 170
파괴인성(MN/m

3/2

)
3.5 13.5 4.5 - 3.8 1.4
열팽창계수(x10

-6

/K)
4.3 10.3 2.6 0.91 6.8 9.1
열전도율(W/m·K) 192 2 42 0.84 35 14
비저항(Ω·cm) 0.02~1 10

14

10

14

10

14

10

14

10

14

유전율(by 10GHz) - 12.5 8.9 4.2 9.5 11.2

※ SiN은 산업용 절삭공구용으로 개발되어 자동차 및 기계부품 분야에서 사용중인 재료로서 Plasma내에서 전기적 절연과 내열특성 등의 사용처에 적합한 재료로서 최근 소개되었음.

반도체용 SiC 제조방법 및 특징

제조방법 적용제품 공정조건 특 징 장 점 단 점
상압소결법/
고온등방 가압 소결법 (HIP)
RTP용 Susceptor

1800~2000℃

HIP :

2000기압

- 소결 수축 큼
(15 ~ 20%)

- 잔류기공 존재
(5 ~ 7%)

- 고강도의 소결체를
얻을 수 있음.

- HIP는 고 내식성, 고밀도

- 대형 제품제작이 어려움.

- 가공비 과다

- 소결조제로 인한 오염가능

재결정법 (Si 함침)
(Norton, Asahi)
대형 튜브, Boat, 복잡형상의 Jig (paddle류) 2000℃ 이상

- 소결과 함침이 분리됨.

- 20%정도의
Si 잔류

- 수축률 적음
(2% 이내)

- 대형 제품의 제작이
용이함.

- 치밀한 소결체

- 고순도 제품이 가능

- 상대적으로 강도가 낮음.

- Si가 용출할 가능성이 높음.

- CVD 코팅후 강도가 낮아짐

반응 소결법
(Toshiba, 이노쎄라)
대형튜브, Boat, Susceptor 1450 ~

1550℃

- 수축률 적음
(1% 이내)

- 15%정도의
Si 잔류

- 고순도 제품이 가능

- 재결정법에 비해 강도가 높음.

- Si용출이 적음.

- 복잡 형상의 제작이 어려움.

- 미반응 탄소의 양을 제거하기 어려움.

반도체용 SiC 제조방법에 따른 특성비교

특성 기 준 (CVD SiC) 상압소결 SiC 재결정 SiC 반응소결 SiC
(RBSC)
Quartz Glass (석영 유리)
Si 무함침 Si 함침
밀도(g/cm

3

)
3.21 3.1 2.5 3.0 3.1 2.20
기공률(%) 0 5~7 10~20 <1 0 0
Si 함량(%) 0 <1 0 18 20 0
압축강도(Mpa) - 4120 294 1176 - 1130
곡강도(Mpa) 590 440 59 147 350 49
탄성계수(Mpa×10

4

)
49 40 34 39 41 7.8
파괴인성 (MN/m

3/2

)
- 4 - - 3.5 -
열팽창계수(×10

-6

/K)
4.5 4.5 4.5 4.5 4.3 0.5
열전도율(W/m·K) 67 42 13 42 67 1.3
비저항(Ω·cm) 10

4

10~30 0.1 0.5~5 0.1 10

19

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